Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Cây đa Ficus microcarpa nổi tiếng với bộ rễ trên không, đâm chồi từ cành và cuối cùng vươn xuống đất. Cây cũng có mối quan hệ độc đáo với một con ong bắp cày cùng chung sống với nó và là loài côn trùng duy nhất có thể thụ phấn cho nó. Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu xác định các vùng trong bộ gen của cây sung có tác dụng thúc đẩy sự phát triển của các rễ trên không bất thường của nó và tăng cường khả năng phát tín hiệu cho loài ong bắp cày thụ phấn.
Cây đa Ficus microcarpa nổi tiếng với bộ rễ trên không, đâm chồi từ cành và cuối cùng vươn xuống đất. Cây cũng có mối quan hệ độc đáo với một con ong bắp cày đã cùng chung sống với nó và là loài côn trùng duy nhất có thể thụ phấn cho nó.
Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu xác định các vùng trong bộ gen của cây sung có tác dụng thúc đẩy sự phát triển của các rễ trên không bất thường của nó và tăng cường khả năng phát tín hiệu cho loài ong bắp cày thụ phấn.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Cell cũng xác định vùng xác định giới tính trên cây sung có liên quan, Ficus hispida . Không giống như F. microcarpa tạo rễ trên không và mang hoa đực và hoa cái trên cùng một cây, F. hispida tạo ra cây đực và cây cái riêng biệt và không có rễ trên không.
Ray Ming, một giáo sư sinh học thực vật tại Đại học Illinois, Urbana, cho biết: Hiểu lịch sử tiến hóa của các loài Ficus và loài ong bắp cày của chúng thụ phấn là rất quan trọng vì khả năng tạo quả lớn trong nhiều môi trường sống khác nhau khiến chúng trở thành loài then chốt trong hầu hết các khu rừng nhiệt đới. Quả sung được biết là có thể nuôi dưỡng ít nhất 1.200 loài chim và động vật có vú. Cây vả là một trong những cây trồng được thuần hóa sớm nhất và xuất hiện như một biểu tượng thiêng liêng trong Ấn Độ giáo, Phật giáo và các truyền thống tâm linh khác.
Mối quan hệ giữa quả sung và ong bắp cày cũng là một thách thức khoa học hấp dẫn. Hình dạng và kích thước cơ thể của ong bắp cày tương ứng chính xác với quả vả, và mỗi loài sung tạo ra một loại nước hoa độc đáo để thu hút loài ong bắp cày thụ phấn cụ thể của nó.
Để hiểu rõ hơn về những phát triển tiến hóa này, Ming và các đồng nghiệp của ông đã phân tích bộ gen của hai loài sung, cùng với bộ gen của một con ong bắp cày thụ phấn cho cây đa.
Ming cho biết: “Khi giải trình tự bộ gen của các cây, chúng tôi nhận thấy có nhiều sự trùng lặp phân đoạn trong bộ gen của cây đa hơn là ở F. hispida , loài sung không có rễ trên không. “Những vùng nhân bản đó chiếm khoảng 27% bộ gen.”
Sự nhân đôi làm tăng số lượng gen liên quan đến quá trình tổng hợp và vận chuyển auxin, một loại hormone thúc đẩy sự phát triển của thực vật. Các vùng nhân đôi cũng chứa các gen liên quan đến miễn dịch thực vật, dinh dưỡng và sản xuất các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi báo hiệu cho các loài thụ phấn.
Ming cho biết: “Mức độ auxin trong rễ cây cao gấp 5 lần so với lá cây có hoặc không có rễ cây. Mức auxin tăng cao dường như đã kích hoạt sự sản sinh rễ trên không. Các vùng nhân đôi cũng bao gồm các gen mã cho một thụ thể ánh sáng giúp tăng tốc sản xuất auxin.
Khi họ nghiên cứu bộ gen của ong bắp cày và so sánh nó với bộ gen của những con ong bắp cày có liên quan khác, các nhà nghiên cứu quan sát thấy rằng ong bắp cày đang giữ lại và bảo tồn các gen cho các thụ thể tạo mùi phát hiện ra các hợp chất có mùi tương tự mà cây vả tạo ra. Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng những dấu hiệu bộ gen này là tín hiệu của sự tiến hóa giữa cây vả và ong bắp cày.
Ming và các đồng nghiệp của ông cũng đã phát hiện ra một gen đặc trưng cho nhiễm sắc thể Y chỉ biểu hiện ở cây đực của F. hispida và ba loài sung khác tạo ra cây đực và cây cái riêng biệt, một tình trạng được gọi là dioecy.
Ming cho biết: “Gen này đã được nhân đôi hai lần trong các bộ gen di truyền, tạo cho thực vật 3 bản sao của gen. Nhưng các loài Ficus có hoa đực và hoa cái cùng nhau trên một cây chỉ có một bản sao của gen này”. “Điều này cho thấy rõ ràng rằng gen này là một yếu tố chi phối ảnh hưởng đến việc xác định giới tính.”
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Illinois tại Urbana-Champaign, Cục Tin tức cung cấp . Bản gốc do Diana Yates viết. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :